Gamme
Tirer le meilleur du soleil : profiter pleinement de l'énergie solaire concentrée avec la précision Endress+Hauser
Mesure fiable et solutions intelligentes pour une énergie thermique solaire efficace, sûre et durable
Introduction
Une nouvelle voie vers la durabilité
Alors que le paysage énergétique mondial évolue et que la demande énergétique augmente, les centrales solaires thermodynamiques (CSP) ouvrent une voie prometteuse vers un avenir plus durable. Les CSP permettent de produire de l'électricité propre à grande échelle par captage et conversion de l'énergie solaire en puissance thermique.
Aujourd'hui, les technologies de CSP les mieux établies comprennent les systèmes à miroirs cylindro-paraboliques, les tours solaires et les réflecteurs linéaires de Fresnel. Des technologies qui utilisent toutes des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur un récepteur. La chaleur collectée est utilisée pour produire de la vapeur, qui entraîne les turbines à vapeur pour produire de l'électricité. Grâce aux réservoirs de stockage de l'énergie thermique à froid ou à chaud, faisant appel à des fluides caloporteurs tels que le sel fondu, les CSP peuvent aussi produire de l'électricité après le coucher du soleil.
Chiffres clés
Le TES pourrait tripler de taille d'ici 2030
Le marché mondial du stockage d'énergie thermique (TES) pourrait tripler d'ici 2030, passant d'une capacité installée de gigawattheures (GWh) en 2019 à plus de 800 GWh en l'espace d'une décennie.
Source: IRENA
Vue d'ensemble du process
Présentation détaillée du process de l'énergie solaire concentrée
Informations
Mesure du débit des fluides caloporteurs
Une mesure précise du débit est essentielle pour le transfert de l'énergie thermique dans les centrales CSP. Un process qui présente des défis bien spécifiques, notamment lors de la manipulation de fluides caloporteurs comme l'huile thermique et le sel fondu, qui sont utilisés à des températures extrêmes et ne permettent pas une mesure fiable avec des débitmètres classiques. La température des systèmes à huile thermique atteint généralement jusqu'à 400 °C (752 °F), tandis que celle des systèmes à sel fondu peut dépasser 550 °C (1022 °F). En outre, l'huile thermique a une faible conductivité électrique et une viscosité modérée. Le sel fondu, en particulier les mélanges tels que les nitrates de sodium et de potassium, est en revanche très corrosif et tend à se solidifier au-dessous de 220 °C (428 °F), ce qui provoque des risques de blocage et d'endommagement de l'équipement s'il n'est pas maintenu correctement à des températures élevées.
Notre expertise dans le domaine
Ces conditions difficiles imposent des exigences strictes concernant l'instrumentation. En effet, les températures et les cycles thermiques élevés peuvent altérer les matériaux, affecter les performances des capteurs et nécessiter une isolation spéciale. De plus, les propriétés des deux fluides peuvent évoluer au fil du temps, ce qui complique encore davantage la mesure précise du débit. Les débitmètres ultrasoniques répondent à ces problèmes en garantissant une mesure précise même dans des conditions très dures, en réduisant les pertes d'énergie et en renforçant l'efficacité du transfert de chaleur.
- Le système peut être doté d'une isolation thermique intégrale
- L'installation est possible sans interrompre les opérations en cours et ne nécessite pas l'utilisation d'une grue
- Proline Prosonic P 500 HT permet une installation non invasive sur des conduites métalliques de DN 50 - 600 (2" - 24"), réduisant les risques dans les environnements très chauds et corrosifs
- La détection rapide de toute détérioration du fluide grâce à un contrôle de la vitesse du son renforce la sécurité et la disponibilité
- Les diagnostics en temps réel améliorent la fiabilité et la disponibilité
- Pas de chute de pression avec des longueurs droites d'entrée/de sortie courtes
Informations
Mesure de la température dans les cuves
La mesure de la température dans les cuves de sel fondu est essentielle pour garantir un fonctionnement sûr et efficace de la centrale CSP. La taille variable des cuves, les températures élevées dépassant 550 °C (1022 °F) et les conditions corrosives nécessitent des thermocouples durables de conception flexible. Les capteurs sont souvent placés à des hauteurs différentes pour surveiller la stratification, tandis que le traçage et l'isolation thermiques empêchent la solidification et assurent des performances fiables à long terme.
Notre expertise dans le domaine
Endress+Hauser fournit un système complet conçu pour la surveillance simultanée de la température à trois points critiques : parois internes de cuve, socle de cuve et sel fondu dans les cuves de stockage thermique. Il garantit ainsi un niveau maximal de sécurité et fiabilité de fonctionnement tout au long du process de conversion d'énergie.
- iTHERM MultiSens Flex TMS01 assure une détermination précise du profil de température le long de la surface/paroi interne pour protéger la structure de la cuve, éviter la solidification du sel et contrôler le transfert de chaleur. Le capteur de température multipoint permet également une surveillance fiable de la température dans les socles étanches pour éviter les dommages mécaniques, comme les fissures dans le béton
- iTHERM MultiSens Bundle TMS31 fournit des mesures de température précises dans le sel fondu en surveillant la température à différents niveaux de la cuve, ce qui permet de déterminer la teneur en énergie ainsi que l'état de charge et de contrôler le process du système de stockage de sel
Informations
Mesure de niveau dans la CSP
Sur le plan technique, la mesure du niveau dans les systèmes à sel fondu est complexe en raison de la température extrême, de la nature corrosive de ce fluide et de son risque de solidification. Toutefois, il est primordial de faire appel à un équipement robuste et des technologies de pointe pour assurer une surveillance fiable dans les cuves de sel chaud et les systèmes à collecteurs. Le maintien de niveaux appropriés est essentiel pour la sécurité de fonctionnement et la capacité de stockage de l'énergie dans les centrales CSP, où le sel fondu dans le récepteur chauffe rapidement sous l'effet des rayons solaires concentré. La mesure de niveau en temps réel dans les cuves tampons d'entrée et de sortie protège les récepteurs du risque de surchauffe ou de combustion, tandis que la surveillance précise des cuves de stockage thermique et des réservoirs d'huile caloporteuse garantit la stabilité globale des process.
Notre expertise dans le domaine
Avec des radars sans contact, Endress+Hauser permet des mesures de niveau précises et fiables dans les cuves de sel fondu et les réservoirs d'huile caloporteuse. Vous pouvez ainsi garantir la sécurité de fonctionnement et optimiser la capacité de stockage de l'énergie tout en assurant efficacité et fiabilité dans l'ensemble de la centrale.
- Le capteur radar Micropilot FMR62B 80 GHz est proposé avec une option haute température (jusqu'à 450 °C (842 °F), et plus avec une entretoise d'isolation thermique). Il est par ailleurs insensible aux variations de pression et de température
- La technologie 80 GHz offre un angle d'émission étroit qui minimise les interférences dues aux obstacles internes
- Conçues conformément à IEC 61508, ces solutions garantissent un niveau de sécurité maximal
Informations
Mesures de température au niveau des récepteurs
Les systèmes de fluide caloporteur jouent un rôle clé dans les centrales CSP, puisqu'ils servent à transférer la chaleur des collecteurs solaires vers le système de production de vapeur. Une surveillance continue de la température est essentielle pour garantir un échange de chaleur optimal et prévenir toute surchauffe, susceptible d'endommager l'équipement et de réduire l'efficacité. Dans les centrales thermiques solaires à tour, les rayons concentrés peuvent faire chauffer la surface du récepteur jusqu'à environ 1000 °C (1832 °F), les limites réelles dépendant du fluide caloporteur. Quelle que soit la technologie CSP, une mesure précise de la température à la surface du récepteur et dans le fluide caloporteur – comme l'huile thermique ou le sel fondu dans les tubes du récepteur – est primordiale pour assurer l'efficacité du système et à la sécurité de fonctionnement.
Notre expertise dans le domaine
Endress+Hauser fournit des solutions très précises, fiables et éprouvées pour la mesure de la température des fluides caloporteurs dans les centrales CSP. Elles sont conçues pour un échange de chaleur stable, la prévention de la surchauffe et une maximisation de la disponibilité et l'efficacité de la centrale.
- iTHERM CableLine TSC310 est conçu pour une mesure de température robuste et précise directement à la surface du récepteur. Il assure une surveillance précise par une chaleur extrême et veille ainsi à une absorption optimale de l'énergie ainsi qu'à la sécurité du système
- iTHERM ModuLine TM111 procure des mesures de température très fiables du fluide caloporteur sur le tube du récepteur thermique, ce qui permet de combiner fonctionnement stable, échange de chaleur efficace et protection contre la surchauffe dans les conditions difficiles propres aux CSP
Takeaway
Notre offre
Endress+Hauser accompagne la transition vers la production d'énergie solaire à grande échelle grâce à des appareils de mesure et des solutions fiables, adaptés sur mesure aux défis spécifiques à relever dans les centrales CSP. Du champ de collecteurs au stockage d'énergie thermique et à la production de vapeur, notre instrumentation assure un fonctionnement sûr, efficace et stable, contribuant au succès à long terme des initiatives en faveur de l'énergie solaire.
- Un seul et même fournisseur permet de profiter d'un équipement de mesure parfaitement adapté et d'une expérience facilitant l'approvisionnement énergétique décentralisé et la production d'énergie renouvelable
- Technologie et solutions éprouvées pour les CSP, gages de sécurité, fiabilité et efficacité
- Expertise complète pour une mesure précise et fiable dans des conditions extrêmes
- Améliorer les performances des systèmes tout en réduisant les coûts d'exploitation grâce à Heartbeat Technology, qui assure un autodiagnostic continu et alerte l'utilisateur lorsqu'une intervention est nécessaire
Notes finale
Articles liés
